(57)【要約】【課題】  蓄圧装置において、圧力変換機構の無駄な作動をなくして動力損失を極力減少させるとともに、圧力変換機構の耐久性を向上させる。【解決手段】  駆動装置１１からの回転力は、回転ロッド３１を介して偏心カム３２に伝達され、偏心カム３２は、その回転により、ピストン２２およびピストンロッド２６を上下に往復運動させる。ピストン２２の下降時には、大気がシリンダ２１の第１室Ｒ１内に吸入弁２４を介して吸入される。ピストン２２の上昇時には、第１室Ｒ１内の空気が圧縮され、同圧縮された高圧空気が吐出弁２５を介してアキュムレータ１２に吐出される。アキュムレータ１２は、シリンダ２１の第２室Ｒ２にも連通しており、アキュムレータ１２内の空気圧が高圧になると、ピストン２２を押し上げて、ピストンロッド２６と偏心カム３２との接触を解除して、動力伝達装置３０から圧力変換機構２０への動力伝達を遮断する。【選択図】  図１
2006283895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力を発生する動力源と、
前記動力源から伝達される動力を用いて流体圧力を変換する圧力変換手段と、
前記動力源から前記圧力変換手段に動力を伝達する動力伝達手段と、
前記圧力変換手段にて変換された流体圧力を蓄積する蓄圧手段とを備えた蓄圧装置において、
前記蓄圧手段に蓄積されている流体圧力を用いて前記動力伝達手段を制御して、前記動力源から前記圧力変換手段への動力の伝達状態を変更することにより、前記圧力変換手段から前記蓄圧手段への流体圧力の出力を制限する制限手段を設けたことを特徴とする蓄圧装置。
【請求項２】
請求項１に記載した蓄圧装置において、
前記制限手段は、前記蓄圧手段に蓄積されている流体圧力が所定圧を超えると、前記動力伝達手段による前記動力源から前記圧力変換手段への動力の伝達を遮断することにより、前記圧力変換手段から前記蓄圧手段への流体圧力の出力を制限する蓄圧装置。
【請求項３】
請求項２に記載した蓄圧装置において、
前記圧力変換手段を、
シリンダと、
前記シリンダ内に気密的または液密的に摺動可能に収容されて、前記シリンダ内を第１室および第２室に区画するピストンと、
前記第２室側にて前記ピストンに接続されて、軸線方向の往復運動により前記ピストンを前記シリンダ内にて軸線方向に往復運動させるピストンロッドと、
前記第１室に接続されて、前記ピストンの前記第２室側への変位時に低圧流体を前記第1室内に吸入する吸入弁と、
前記第１室に接続されて、前記ピストンの前記第１室側への変位時に前記第１室内の高圧流体を吐出する吐出弁とで構成し、
前記動力伝達手段を、前記動力源からの動力に応じて前記ピストンロッドを軸線方向に所定範囲内で往復運動させるように構成し、かつ
前記制限手段を、前記吐出弁の下流の高圧流体を前記シリンダの第２室へ導いて、前記吐出弁の下流の流体圧力が前記吸入弁の上流の流体圧力よりも所定圧以上高くなったとき、前記ピストンを前記シリンダの第１室側へ付勢するように構成した蓄圧装置。
【請求項４】
請求項２に記載した蓄圧装置において、
前記圧力変換手段を、
シリンダと、
前記シリンダ内に気密的または液密的に摺動可能に収容されて軸線方向一端側を閉止するとともに他端側を開放させた有底円筒状の第１ピストンと、
前記シリンダおよび前記第１ピストン内にその開放端側から気密的または液密的に摺動可能に進入して、前記第１ピストン内にその閉止端側にて第１室を形成するとともに、前記シリンダ内に前記第１ピストンの開放端側にて第２室を形成する第２ピストンと、
前記第２ピストンに接続されて、軸線方向の往復運動により前記第２ピストンを前記シリンダおよび第１ピストン内にて軸線方向に往復運動させるピストンロッドと、
前記第２ピストンに接続されるとともに前記第１ピストンの閉止側から突出して、前記第１ピストンに対する前記第２ピストンの所定範囲内の往復動を許容するとともに、前記第１ピストンとの係合により前記第１ピストンと一体的に変位して前記第１ピストンに対する前記第２ピストンの所定範囲外の変位を規制する規制ロッドと、
前記第１室に接続されて、前記第１ピストンの開放側への前記第２ピストンの変位時に低圧流体を前記第1室内に吸入する吸入弁と、
前記第１室に接続されて、前記第１ピストンの閉止側への前記第２ピストンの変位時に前記第１室内の高圧流体を吐出する吐出弁とで構成し、
前記動力伝達手段を、前記動力源からの動力に応じて前記ピストンロッドを軸線方向に所定範囲内で往復運動させるように構成し、かつ
前記制限手段は、前記吐出弁の下流の高圧流体を前記第２室へ導いて、前記吐出弁の下流の流体圧力が前記吸入弁の上流の流体圧力よりも所定圧以上高くなったとき、前記第１ピストンをその閉止側へ付勢するものである蓄圧装置。
【請求項５】
前記吸入弁を、前記シリンダと前記第１ピストンとの間に介装された一方向弁で構成した請求項４に記載した蓄圧装置。
【請求項６】
前記吐出弁を、前記第１室から前記第２室への連通路であって前記シリンダと前記第１ピストンとの間に介装された一方向弁で構成した請求項４または５に記載した蓄圧装置。
【請求項７】
請求項３ないし６のうちのいずれか一つに記載した蓄圧装置において、
前記動力源を、回転力を発生するように構成し、
前記動力伝達手段を、前記動力源からの回転力に応じて回転して前記ピストンロッドの軸線方向の往復運動に変換するカムで構成した蓄圧装置。
【請求項８】
請求項２に記載した蓄圧装置において、
前記動力源を、回転力を発生するように構成し、
前記動力伝達手段を、
前記動力源からの回転を伝達する回転ロッドと、
前記回転ロッドの回転に応じて前記圧力変換手段を駆動する圧力変換駆動手段と、
前記動力源と前記圧力変換駆動手段との間にて前記回転ロッドに介装され、前記回転ロッドを介して伝達される回転力を選択的に伝達または切断するクラッチとで構成し、かつ
前記制限手段を、
前記蓄圧手段に蓄積されている流体圧力または前記シリンダ内の流体圧力を用いて、前記蓄圧手段に蓄積されている流体圧力が所定圧を超えたとき、前記回転ロッドを軸線方向に変位させて前記クラッチを切断する圧力アクチュエータとで構成した蓄圧装置。
【請求項９】
請求項８に記載した蓄圧装置において、
前記圧力変換手段を、
シリンダと、
前記シリンダ内に気密的または液密的に摺動可能に収容されて、前記シリンダ内に流体室を形成するピストンと、
前記流体室とは反対側にて前記ピストンに接続されて、軸線方向の往復動により前記ピストンを前記シリンダ内にて軸線方向に往復運動させるピストンロッドと、
前記流体室に接続されて、前記ピストンの前記流体室とは反対側への変位時に低圧流体を前記流体室内に吸入する吸入弁と、
前記流体室に接続されて、前記ピストンの前記流体室側への変位時に前記流体室内の高圧流体を吐出する吐出弁とで構成し、
前記圧力変換駆動手段を、前記回転ロッドの回転を前記ピストンロッドの軸線方向の往復運動に変換するカムで構成した蓄圧装置。
【請求項１０】
請求項１に記載した蓄圧装置において、
前記制限手段は、前記蓄圧手段に蓄積されている流体圧力に応じて、前記動力伝達手段による前記動力源から前記圧力変換手段への動力の伝達比を変更することにより、前記圧力変換手段から前記蓄圧手段への流体圧力の出力を制限する蓄圧装置。
【請求項１１】
前記制限手段を、前記蓄圧手段に蓄積されている流体圧力が所定圧に近づくに従って、前記動力伝達手段による前記動力源から前記圧力変換手段への動力の伝達比を小さい側に変更するように構成した請求項１０に記載の蓄圧装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載した蓄圧装置において、
前記動力源を、回転力を発生するように構成し、
前記動力伝達手段を、
前記動力源からの回転を入力して、同入力した回転を変速して出力する変速機と、
前記変速機の出力で前記圧力変換手段を駆動する圧力変換駆動手段とで構成し、かつ
前記制限手段を、前記蓄圧手段に蓄積されている流体圧力を用いて前記変速機の変速比を可変制御する圧力アクチュエータとで構成した蓄圧装置。
【請求項１３】
請求項１０ないし１２のうちのいずれか一つに記載した蓄圧装置において、
前記圧力変換手段を、
シリンダと、
前記シリンダ内に気密的または液密的に摺動可能に収容されて、前記シリンダ内に流体室を形成するピストンと、
前記流体室とは反対側にて前記ピストンに接続されて、軸線方向の往復動により前記ピストンを前記シリンダ内にて軸線方向に往復運動させるピストンロッドと、
前記流体室に接続されて、前記ピストンの前記流体室とは反対側への変位時に低圧流体を前記流体室内に吸入する吸入弁と、
前記流体室に接続されて、前記ピストンの前記流体室側への変位時に前記流体室内の高圧流体を吐出する吐出弁とで構成し、
前記圧力変換駆動手段を、前記回転ロッドの回転を前記ピストンロッドの軸線方向の往復運動に変換するカムで構成した蓄圧装置。
【請求項１４】
前記圧力変換手段を、流体圧力を高圧側に変換するように構成した請求項１ないし１３のうちのいずれか一つに記載の蓄圧装置。
【請求項１５】
前記圧力変換手段は、流体圧力を低圧側に変換するように構成した請求項１ないし１３のうちのいずれか一つに記載の蓄圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源からの動力を用いて流体圧力を変換し、同変換した流体圧力を蓄積しておく蓄圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両用エンジン（動力源）によりポンプ（流体圧力変換手段）を駆動して、ポンプにより生成された液圧をアキュムレータ（蓄圧手段）に蓄積しておき、同蓄積された液圧を利用する蓄圧装置はよく知られている。この種の蓄圧装置においては、例えば下記特許文献１に示されるように、アキュムレータに蓄積されている液圧が所定圧以下のときには、ポンプから吐出される高圧の作動液をアキュムレータに供給し、一方、アキュムレータに蓄積されている液圧が所定圧を超えると、ポンプから吐出される作動液をリリーフ弁を介してリザーバに逃がすようにして、ポンプの負荷を軽減するようにすることも知られている。
【特許文献１】特開平９−２８６３２１号公報
【０００３】
しかし、上記従来の装置にあっては、アキュムレータに蓄積されている液圧が所定圧を超えると、ポンプの負荷が軽減されるものの、ポンプは車両用エンジンによって駆動され続ける。したがって、ポンプ内の部品（例えば、ピストン）は作動を続けるために、負荷の軽減においても十分ではなく、またポンプ内の部品の耐久性にも悪影響を及ぼす。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、圧力変換手段の無駄な作動をなくして動力損失を極力減少させるとともに、圧力変換手段の耐久性を向上させる蓄圧装置を提供することにある。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、動力を発生する動力源と、動力源から伝達される動力を用いて流体圧力を変換する圧力変換手段と、動力源から圧力変換手段に動力を伝達する動力伝達手段と、圧力変換手段にて変換された流体圧力を蓄積する蓄圧手段とを備えた蓄圧装置において、蓄圧手段に蓄積されている流体圧力を用いて動力伝達手段を制御して、動力源から圧力変換手段への動力の伝達状態を変更することにより、圧力変換手段から蓄圧手段への流体圧力の出力を制限する制限手段を設けたことにある。
【０００６】
この場合、圧力変換手段は、例えば流体圧力を高圧側に変換するものであり、蓄圧手段は高い流体圧力を蓄積する。また、逆に、圧力変換手段が流体圧力を低圧側に変換するものであってもよく、この場合には、蓄圧手段は低い流体圧力を蓄積する。
【０００７】
上記のように構成した本発明の特徴においては、制限手段により、蓄圧手段に蓄積されている流体圧力を用いて動力伝達手段が制御され、動力源から圧力変換手段への動力の伝達状態が変更されて、圧力変換手段から蓄圧手段への流体圧力の出力が制限される。その結果、圧力変換手段における圧力変換動作が不要なときには、圧力変換手段の作動が制限され、動力源の動力損失を抑えることができるとともに、圧力変換手段の耐久性も向上する。
【０００８】
具体的には、例えば、圧力変換手段を、シリンダと、シリンダ内に気密的または液密的に摺動可能に収容されて、シリンダ内を第１室および第２室に区画するピストンと、第２室側にてピストンに接続されて、軸線方向の往復運動によりピストンをシリンダ内にて軸線方向に往復運動させるピストンロッドと、第１室に接続されて、ピストンの第２室側への変位時に低圧流体を第1室内に吸入する吸入弁と、第１室に接続されて、ピストンの第１室側への変位時に第１室内の高圧流体を吐出する吐出弁とで構成し、動力伝達手段を、動力源からの動力に応じてピストンロッドを軸線方向に所定範囲内で往復運動させるように構成し、かつ制限手段を、吐出弁の下流の高圧流体を前記シリンダの第２室へ導いて、吐出弁の下流の流体圧力が吸入弁の上流の流体圧力よりも所定圧以上高くなったとき、ピストンをシリンダの第１室側へ付勢するように構成できる。この場合、動力源を、回転力を発生するように構成し、動力伝達手段を、動力源からの回転力に応じて回転してピストンロッドの軸線方向の往復運動に変換するカムで構成できる。
【０００９】
これによれば、圧力変換手段は、動力源から動力伝達手段を介して伝達される動力により、ピストンが往復運動する。このピストンの往復運動により、吸入弁を介して吸入した低圧流体が高圧流体に変換されて吐出弁を介して吐出される。このとき、吐出弁の下流の流体圧力が吸入弁の上流の流体圧力よりも所定圧以上高くなると、制限手段により、ピストンはシリンダの第１室側へ付勢される。このピストンの変位により、動力伝達手段からピストンロッドへの動力伝達が遮断される。その結果、圧力変換手段の作動が不要な場合には、圧力変換手段の作動が停止し、動力源の動力損失が極力抑えられるとともに、圧力変換手段の耐久性も向上する。
【００１０】
また、他の具体例としては、圧力変換手段を、シリンダと、シリンダ内に気密的または液密的に摺動可能に収容されて軸線方向一端側を閉止するとともに他端側を開放させた有底円筒状の第１ピストンと、シリンダおよび第１ピストン内にその開放端側から気密的または液密的に摺動可能に進入して、第１ピストン内にその閉止端側にて第１室を形成するとともに、シリンダ内に前記第１ピストンの開放端側にて第２室を形成する第２ピストンと、第２ピストンに接続されて、軸線方向の往復運動により第２ピストンをシリンダおよび第１ピストン内にて軸線方向に往復運動させるピストンロッドと、第２ピストンに接続されるとともに第１ピストンの閉止側から突出して、第１ピストンに対する第２ピストンの所定範囲内の往復動を許容するとともに、第１ピストンとの係合により第１ピストンと一体的に変位して前記第１ピストンに対する前記第２ピストンの所定範囲外の変位を規制する規制ロッドと、第１室に接続されて、第１ピストンの開放側への第２ピストンの変位時に低圧流体を第1室内に吸入する吸入弁と、第１室に接続されて、第１ピストンの閉止側への第２ピストンの変位時に第１室内の高圧流体を吐出する吐出弁とで構成し、動力伝達手段を、動力源からの動力に応じてピストンロッドを軸線方向に所定範囲内で往復運動させるように構成し、かつ制限手段は、吐出弁の下流の高圧流体を第２室へ導いて、吐出弁の下流の流体圧力が吸入弁の上流の流体圧力よりも所定圧以上高くなったとき、第１ピストンをその閉止側へ付勢するようにも構成できる。この場合も、動力源を、回転力を発生するように構成し、動力伝達手段を、動力源からの回転力に応じて回転してピストンロッドの軸線方向の往復運動に変換するカムで構成できる。
【００１１】
これによれば、圧力変換手段は、動力源から動力伝達手段を介して伝達される動力により、第２ピストンが往復運動する。この第２ピストンの往復運動により、吸入弁を介して吸入した低圧流体が高圧流体に変換されて吐出弁を介して吐出される。このとき、吐出弁の下流の流体圧力が吸入弁の上流の流体圧力よりも所定圧以上高くなると、制限手段により、第１ピストンはその閉止側へ付勢され、第２ピストンも規制ロッドにより前記閉止側へ付勢される。この第２ピストンの変位により、動力伝達手段からピストンロッドへの動力伝達が遮断される。その結果、この場合も、圧力変換手段の作動が不要な場合には、圧力変換手段の作動が停止し、動力源の動力損失が極力抑えられるとともに、圧力変換手段の耐久性も向上する。
【００１２】
また、前記後者の第１および第２ピストンを備えた蓄圧装置においては、吸入弁を、シリンダと第１ピストンとの間に介装された一方向弁で構成するとよい。さらに、吐出弁を、第１室から第２室への連通路であってシリンダと第１ピストンとの間に介装された一方向弁で構成するとよい。これによれば、吸入弁および吐出弁がシリンダ内に収容されるので、装置全体をコンパクトに構成できる。
【００１３】
また、前記動力源からの動力伝達を遮断する具体例としては、動力源を、回転力を発生するように構成し、動力伝達手段を、動力源からの回転を伝達する回転ロッドと、回転ロッドの回転に応じて圧力変換手段を駆動する圧力変換駆動手段と、動力源と圧力変換駆動手段との間にて回転ロッドに介装され、回転ロッドを介して伝達される回転力を選択的に伝達または切断するクラッチとで構成し、かつ制限手段を、蓄圧手段に蓄積されている流体圧力またはシリンダ内の流体圧力を用いて、蓄圧手段に蓄積されている流体圧力が所定圧を超えたとき、回転ロッドを軸線方向に変位させてクラッチを切断する圧力アクチュエータとで構成できる。
【００１４】
この場合、さらに具体的には、圧力変換手段を、シリンダと、シリンダ内に気密的または液密的に摺動可能に収容されて、シリンダ内に流体室を形成するピストンと、流体室とは反対側にてピストンに接続されて、軸線方向の往復動により前記ピストンを前記シリンダ内にて軸線方向に往復運動させるピストンロッドと、流体室に接続されて、ピストンの流体室とは反対側への変位時に低圧流体を流体室内に吸入する吸入弁と、流体室に接続されて、ピストンの流体室側への変位時に流体室内の高圧流体を吐出する吐出弁とで構成し、圧力変換駆動手段を、回転ロッドの回転をピストンロッドの軸線方向の往復運動に変換するカムで構成するとよい。
【００１５】
この例においては、蓄圧手段に蓄積されている流体圧力が所定圧を超えて、圧力変換手段による圧力変換が不要になった状態では、圧力アクチュエータの作動によってクラッチが切断され、動力源から回転ロッドを介した圧力変換手段への動力伝達が遮断される。その結果、この場合も、圧力変換手段の作動が不要な場合には、圧力変換手段の作動が停止し、動力源の動力損失が極力抑えられるとともに、圧力変換手段の耐久性も向上する。動力源の動力損失が極力抑えられるとともに、圧力変換手段の耐久性も向上する。
【００１６】
さらに、他の具体的な例としては、制限手段を、例えば、蓄圧手段に蓄積されている流体圧力に応じて、動力伝達手段による動力源から圧力変換手段への動力の伝達比を変更することにより、圧力変換手段から蓄圧手段への流体圧力の出力を制限するように構成できる。この場合、制限手段は、蓄圧手段に蓄積されている流体圧力が所定圧に近づくに従って、動力伝達手段による動力源から圧力変換手段への動力の伝達比を小さい側に変更するように構成するとよい。
【００１７】
具体的には、動力源を、回転力を発生するように構成し、動力伝達手段を、動力源からの回転を入力して、同入力した回転を変速して出力する変速機と、変速機の出力で圧力変換手段を駆動する圧力変換駆動手段とで構成し、かつ制限手段を、蓄圧手段に蓄積されている流体圧力を用いて変速機の変速比を可変制御する圧力アクチュエータとで構成できる。
【００１８】
より具体的には、圧力変換手段を、シリンダと、シリンダ内に気密的または液密的に摺動可能に収容されて、シリンダ内に流体室を形成するピストンと、流体室とは反対側にてピストンに接続されて、軸線方向の往復動によりピストンをシリンダ内にて軸線方向に往復運動させるピストンロッドと、流体室に接続されて、ピストンの流体室とは反対側への変位時に低圧流体を流体室内に吸入する吸入弁と、流体室に接続されて、ピストンの流体室側への変位時に流体室内の高圧流体を吐出する吐出弁とで構成し、圧力変換駆動手段を、回転ロッドの回転をピストンロッドの軸線方向の往復運動に変換するカムで構成するとよい。
【００１９】
これらによれば、蓄圧手段に蓄積されている流体圧力に応じて、動力伝達手段による動力源から圧力変換手段への動力の伝達比が変更されることにより、圧力変換手段から蓄圧手段への流体圧力の出力が制限される。その結果、動力源の動力損失が極力抑えられるとともに、圧力変換手段の耐久性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
ａ．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態について図面を用いて説明すると、図１は第１実施形態に係る蓄圧装置の全体を示す概略図である。この蓄圧装置は、例えば車両に適用されて高圧の空気圧を蓄積しておいて、車両の制御に利用されるものである。
【００２１】
蓄圧装置は、動力を発生する動力源としての駆動装置１１と、駆動装置１１から伝達される動力を用いて流体圧としての空気圧を変換する圧力変換手段としての圧力変換機構２０と、駆動装置１１から圧力変換機構２０に動力を伝達する動力伝達機構３０と、圧力変換機構２０にて変換された高圧の空気を蓄積する蓄圧手段としてのアキュムレータ１２とを備えている。
【００２２】
駆動装置１１は、例えばエンジンおよび同エンジンの駆動力を出力する出力装置から構成される。圧力変換機構２０は、一対の底部２１ａ，２１ｂを有する円筒状のシリンダ２１を備えている。シリンダ２１は、外周面上にシール部材としてのオーリング２２ａを組み付けたピストン２２を軸線方向に気密的かつ摺動可能に収容している。ピストン２２はシリンダ２１内を第１室Ｒ１および第２室Ｒ２に区画している。第１室Ｒ１内にはコイルスプリング２３が組み込まれている。コイルスプリング２３は、ピストン２２を第２室Ｒ２側に付勢している。
【００２３】
第１室Ｒ１はチェックバルブによって構成された吸入弁２４を介して大気に連通しており、吸入弁２４はピストン２２の第２室Ｒ２側への変位時に大気を第１室Ｒ１内に導入する。また、第１室Ｒ１はチェックバルブによって構成された吐出弁２５を介してアキュムレータ１２に連通しており、吐出弁２５はピストン２２の第１室Ｒ１側への変位時に第１室Ｒ１内の高圧空気をアキュムレータ１２に吐出する。第２室Ｒ２には、ピストンロッド２６が、シリンダ２１の底部２１ｂを介して機密的に進退可能に進入し、ピストン２１と一体変位するように接続されている。ピストンロッド２６と底部２１ｂとの間には、底部２１ｂの内周面上に組み付けたシール部材２７が設けられている。
【００２４】
動力伝達機構３０は、駆動装置１１によって軸線周りに回転駆動される回転ロッド３１と、偏心カム３２とからなる。偏心カム３２は、円形プレート３２ａ、リング３２ｂおよび多数のボール３２ｃからなる。円形プレート３２ａは、偏心させた位置にて回転ロッド３１に一体回転するように固定されている。リング３２ｂは、その内周面上にて多数のボール３２ｃを介して円形プレート３２ａの外周面上に円形プレート３２ａと相対回転するように組み付けられるとともに、その外周面上の一部（図示上部位置）にてピストンロッド２６の下面を摺動可能に支持している。したがって、偏心カム３２は、回転ロッド３１の回転に伴う回転プレート３２ａの回転により、リング３２ｂの図示上端位置を上下動させてピストンロッド２６を軸線方向すなわち図示上下方向に所定範囲で往復運動させる。
【００２５】
アキュムレータ１２には、利用装置１３が接続されている。利用装置１３は、アキュムレータ１２に蓄積されている高圧の空気を利用する装置で、例えば車両における運転者のブレーキペダルの踏み込み操作をアシストするブレーキアシスト装置である。
【００２６】
アキュムレータ１２（すなわち突出弁２５の下流）には、アキュムレータ１２に蓄積されている高圧の空気圧（すなわち突出弁２５の下流側の空気圧）を、シリンダ２１の第２室Ｒ２に導く空気通路１４が設けられている。なお、この空気通路１４は、導管内周面によって形成される空気の通路であっても、シリンダ２１および突出弁２５を構成するブロック体の中に形成された空気の通路であってもよい。
【００２７】
次に、上記のように構成した第１実施形態の動作について説明する。回転ロッド３１が駆動装置１１によって回転駆動されると、偏心カム３２はピストンロッド２６およびピストン２２を上下に往復運動させ始める。偏心カム３２が、ピストンロッド２６およびピストン２２をコイルスプリング２３の下方への付勢力に抗して上方へ押し上げると、後述する第１室Ｒ１内の空気を圧縮して高圧に変換する。この高圧に変換された空気は、吐出弁２５を介してアキュムレータ１２および第２室Ｒ２に供給される。そして、ピストン２２が最上位点に達すると、次に、ピストン２２およびピストンロッド２６は、コイルスプリング２３の付勢力、ピストン２２およびピストンロッド２６の自重による力（以下、この力をコイルスプリング２３などによる付勢力という）によって下方に移動する。ただし、シリンダ２１の軸線方向が垂直方向でなければ、ピストン２２およびピストンロッド２６の自重による力は前記軸線方向に応じて変化する。
【００２８】
ピストン２２の下方への移動により、シリンダ２１の第１室Ｒ１内には吸入弁２４を介して大気圧の空気が吸入される。そして、ピストン２２およびピストンロッド２６が最下点に達した後には、ピストン２２およびピストンロッド２６は、前述のように、偏心カム３２によって上方へ移動して、第２室Ｒ１内の圧縮された高圧の空気が吐出弁２５を介してアキュムレータ１２に供給される。このようなピストン２２およびピストンロッド２６の往復運動により、アキュムレータ１２内の空気は徐々に高圧になり、アキュムレータ１２内に高圧の空気が蓄積されることになる。
【００２９】
一方、アキュムレータ１２および吐出弁２５の下流は空気通路１４を介してシリンダ２１の第２室Ｒ２にも連通しているので、アキュムレータ１２内の空気圧が高くなると、第２室Ｒ２内の空気圧も高圧になる。そして、第２室Ｒ２内の高圧の空気圧によるピストン２２の上方への付勢力が、コイルスプリング２３などによる付勢力よりも大きくなると、その時点で、ピストン２２およびピストンロッド２６は最上位置に静止する。すなわち、アキュムレータ１２内の空気圧すなわち吐出弁２５の下流の空気圧が、吸入弁２４の上流側の空気圧（大気圧）よりも所定圧だけ高くなると、第２室Ｒ２内の空気圧がピストン２２およびピストンロッド２６を最上位置に維持する。このピストン２２およびピストンロッド２６が最上位置に維持された状態では、偏心カム３２が回転ロッド３１を介して回転駆動されても、ピストンロッド２６は偏心カム３２から切り離されて、偏心カム３２によって上方へ突き上げられなくなる。すなわち、動力伝達機構３０から圧力変換機構２０への動力伝達が遮断される。
【００３０】
一方、アキュムレータ１２に蓄積された高圧の空気圧は、利用装置１３によって利用される。この利用装置１３による利用により、アキュムレータ１２内の空気圧が低下すると、シリンダ２１の第２室Ｒ２内の空気圧も低下する。そして、ピストン２２およびピストンロッド２６はコイルスプリング２３などの付勢力によって下方に押され、ピストンロッド２６の下端面は偏心カム３２のリング３２ｂに再び当接する。その結果、前述のように、偏心カム３２の回転により圧力変換機構２０は、再び大気圧を高圧に変換してアキュムレータ１２に蓄積し始める。以降、前述した動作を繰り返す。
【００３１】
上記作動説明のように、上記第１実施形態においては、アキュムレータ１２内の空気圧すなわち吐出弁２５の下流の空気圧が、吸入弁２４の上流側の空気圧（大気圧）よりも所定圧だけ高くなると、第２室Ｒ２内の空気圧がピストン２２およびピストンロッド２６を最上位置に維持する。そして、この状態では、偏心カム３２は駆動装置１１によって回転駆動されるが、ピストン２２およびピストンロッド２６すなわち圧力変換機構２０の作動が停止するので、駆動装置１１の動力損失を抑えることができるとともに、圧力変換機構２０の耐久性も向上する。
【００３２】
ｂ．第１実施形態の第１変形例
次に、上記第１実施形態の第１変形例に係る蓄圧装置について図２を用いて説明する。この蓄圧装置は、上記第１実施形態の圧力変換機構２０を変形した圧力変換機構４０を備えている。他の駆動装置１１、アキュムレータ１２、利用装置１３、空気通路１４および動力伝達機構３０に関しては上記第１実施形態と同様であるので、圧力変換機構４０についてのみ説明する。
【００３３】
圧力変換機構４０は、一対の底部４１ａ，４１ｂを有する円筒状のシリンダ４１を備えている。シリンダ４１は、外周面上にシール部材としてのオーリング４２ａを組み付けた第１ピストン４２を気密的かつ軸線方向に摺動可能に収容している。ピストン４２は、底部４２ｂを有する円筒状に形成され、シリンダ４１内を第１室Ｒ１および第２室Ｒ２に区画している。第１室Ｒ１は大気に連通している。第２室Ｒ２は、シリンダ４１に設けた通路４１ｃおよび空気通路１４を介してアキュムレータ１２および吐出弁４６の下流に連通している。第１室Ｒ１内にはコイルスプリング４３が組み込まれ、コイルスプリング４３は第１ピストン４２を第２室Ｒ２側に付勢している。また、第１ピストン４２の外周面上には、断面Ｕ状かつリング状に形成されて一方向性弁として機能するカップシール部材４４が組み付けられている。このカップシール部材４４は、上記第１実施形態の吸入弁２４の機能を果たすもので、第１室Ｒ１内の大気を後述する第３室Ｒ３に導く。
【００３４】
シリンダ４１および第１ピストン４２は、第２ピストン４５を気密的かつ軸線方向に摺動可能に収容している。シリンダ２１の底部４１の内周面上には、第２ピストン４５の外周面との間の気密性を保つために、オーリング４１ｄが組み付けられている。第２ピストン４５の外周面上には、第１ピストン４２の内周面との間の気密性を保つために、オーリング４５ａが組み付けられている。第２ピストン４５は、第１ピストン４２内に第３室Ｒ３を形成している。第３室Ｒ３は、第１ピストン４２に設けた通路４２ｃ、シリンダ４１に設けた通路４１ｄおよび吐出弁４６を介してアキュムレータ１２に連通している。なお、吐出弁４６は、上記第１実施形態の吐出弁２５と同じである。また、第３室Ｒ３には、第１室Ｒ１内の大気がカップシール部材４４および通路４２ｃを介して吸入されるようになっている。ただし、第３室Ｒ３内の空気が通路４２ｃおよびカップシール部材４４を介して第１室Ｒ１に導かれることはない。
【００３５】
第２ピストン４５の下面には、第２ピストン４５と一体変位する一対のピストンロッド４７Ａが接続されている。ピストンロッド４７Ａは、その下端面にて偏心カム３２のリング３２ｂに摺動可能に支持されている。また、第２ピストン４５の上面には、第２ピストン４５と一体変位するピストンロッド４７Ｂが接続されている。ピストンロッド４７Ｂは、第１ピストン４２の底部４２ｂに設けた貫通孔４２ｄを介して、底部４２から上方に進退可能に突出している。貫通孔４２ｄの内周面上にはピストンロッド４７Ｂの間にてオーリング４２ｅが組み付けられており、第１室Ｒ１と第３室Ｒ３との間の気密性が保たれている。ピストンロッド４７Ｂの上端には、第１室Ｒ１に収容されたストッパプレート４７Ｂ１が固定されている。ストッパプレート４７Ｂ１は、第２ピストン４５の下方への変位を規制するもので、第１室Ｒ１内に収容されたコイルスプリング４８により下方に付勢されている。
【００３６】
次に、上記のように構成した第１実施形態の第１変形例の動作を説明する。回転ロッド３１が駆動装置１１によって回転駆動されると、偏心カム３２はピストンロッド４７Ａ，４７Ｂおよび第２ピストン４５を上下に往復運動させ始める。偏心カム３２が、ピストンロッド４７Ａ，４７Ｂおよび第２ピストン４５をコイルスプリング４８の下方への付勢力に抗して上方へ押し上げると、第３室Ｒ３内の空気を圧縮して高圧に変換する。この高圧に変換された空気は、通路４２ｃ，４１ｄおよび吐出弁４６を介してアキュムレータ１２および第２室Ｒ２に供給される。そして、第２ピストン４５が最上位点に達すると、次に、第２ピストン４５およびピストンロッド４７Ａ，４７Ｂは、コイルスプリング４８の付勢力、第２ピストン４５およびピストンロッド４７Ａ，４７Ｂの自重による力（以下、この力をコイルスプリング４８などによる付勢力という）によって下方に移動する。ただし、シリンダ４１の軸線方向が垂直方向でなければ、第２ピストン４５およびピストンロッド４７Ａ，４７Ｂの自重による力は前記軸線方向に応じて変化する。
【００３７】
第２ピストン４５の下方への移動により、第３室Ｒ３内には第１室Ｒ１、カップシール部材４４および通路４２ｃを介して大気圧の空気が吸入される。そして、第２ピストン４５およびピストンロッド４７Ａ，４７Ｂが最下点に達した後には、第２ピストン４５およびピストンロッド４７Ａ，４７Ｂは、前述のように、偏心カム３２によって上方へ移動して、第３室Ｒ３内の圧縮された高圧の空気は通路４２ｃ，４１ｄおよび吐出弁４６を介してアキュムレータ１２および第２室Ｒ２に供給される。このような第２ピストン４５およびピストンロッド４７Ａ，４７Ｂの往復運動により、アキュムレータ１２内の空気は徐々に高圧になり、アキュムレータ１２内に高圧の空気が蓄積されることになる。
【００３８】
一方、アキュムレータ１２は空気通路１４を介してシリンダ２１の第２室Ｒ２にも連通しているので、アキュムレータ１２内の空気圧が高圧になると、第２室Ｒ２内の空気圧も高圧になる。そして、第２室Ｒ２内の高圧の空気圧は、第１ピストン４２を、コイルスプリング４３，４８、第１および第２ピストン４２，４５などの自重による付勢力に抗して第１および第２ピストン４２，４５を上方へ押し上げる。なお、第１および第２ピストン４２，４５などの自重による付勢力も、シリンダ４１の垂直方向に対する角度によって変化する。そして、この第２室Ｒ２内の高圧の空気圧による押し上げ力が、コイルスプリング４３，４８、第１および第２ピストン４２，４５などの自重による付勢力よりも大きくなると、第１ピストン４２は第２ピストン４５と共に最上位置にて静止する。すなわち、アキュムレータ１２内の空気圧すなわち吐出弁４６の下流の空気圧が、第１室Ｒ１内の空気圧（大気圧）よりも所定圧だけ高くなると、第２室Ｒ２内の空気圧が第１および第２ピストン４２，４５を最上位置に維持する。この第１および第２ピストン４２，４５が最上位置に維持された状態では、偏心カム３２が回転ロッド３１を介して回転駆動されても、ピストンロッド４７Ａは偏心カム３２から切り離されて、偏心カム３２によって上方へ突き上げられなくなる。すなわち、動力伝達機構３０から圧力変換機構２０への動力伝達が切り離される。
【００３９】
一方、アキュムレータ１２に蓄積された高圧の空気圧は、利用装置１３によって利用される。この利用装置１３による利用により、アキュムレータ１２内の空気圧が低下すると、シリンダ４１の第２室Ｒ２内の空気圧も低下する。そして、第１および第２ピストン４２，４５はコイルスプリング４３，４８、第１および第２ピストン４２，４５などの自重による付勢力によって下方に押され、ピストンロッド４７Ａの下端面は偏心カム３２のリング３２ｂに再び当接する。その結果、前述のように、偏心カム３２の回転により圧力変換機構４０は、再び大気圧を高圧に変換してアキュムレータ１２に蓄積し始める。以降、前述した動作を繰り返す。
【００４０】
上記作動説明のように、上記第１実施形態の第１変形例においても、アキュムレータ１２内の空気圧すなわち吐出弁４６の下流の空気圧が、シリンダ４１の第１室Ｒ１内の空気圧（大気圧）よりも所定圧だけ高くなると、第２室Ｒ２内の空気圧が、第１ピストン４２、第２ピストン４５およびピストンロッド４７Ａ，４７Ｂを最上位置に維持する。したがって、この変形例においても、上記第１実施形態と同様な効果が期待される。また、上記第１実施形態の吸入弁２４と同様に機能するカップシール部材４４がシリンダ４１と第１ピストン４２との間に組み込まれているので、装置全体をコンパクトに構成できる。
【００４１】
ｃ．第１実施形態の第２変形例
次に、上記第１実施形態の第２変形例について図３を用いて説明する。この第２変形例に係る蓄圧装置は、上記第１変形例の吐出弁４６に代えて、断面Ｕ状かつリング状に形成されて一方向性弁として機能するカップシール部材４９を備えたものである。このカップシール部材４９は、上記カップシール部材４４と同様に構成され、通路４２ｃと第１ピストン４２の下端面との間の位置にて、第１ピストン４２の外周面上に組み付けられている。そして、このカップシール部材４９は、第３室Ｒ３内の空気を通路４２ｃを介して第２室Ｒ２へ供給することを許容する。ただし、第２室Ｒ２内の空気がカップシール部材４９および通路４２ｃを介して第３室Ｒ３に導かれることはない。なお、この場合も、アキュムレータ１２は、空気通路１４を介して第２室Ｒ２に連通している。
【００４２】
このように構成した第２変形例においては、第２ピストン４５の上昇によって圧縮された第３室Ｒ３内の高圧の空気は、通路４２ｃおよびカップシール部材４９を介して第２室Ｒ２およびアキュムレータ１２に供給される。他の動作については、上述した第１変形例の場合と同様である。したがって、この第２変形例によれば、上記第１変形例と同様な効果が期待されるとともに、上記第１変形例の吐出弁４６と同様に機能するカップシール部材４９がシリンダ４１と第１ピストン４２との間に組み込まれているので、装置全体をさらにコンパクトに構成できる。
【００４３】
ｄ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態に係る蓄圧装置について図４を用いて説明する。この蓄圧装置は、上記第１実施形態と同様な駆動装置１１、アキュムレータ１２、利用装置１３を備えており、上記第１実施形態の圧力変換機構２０および動力伝達機構３０に改良が加えられている。また、本発明の制限手段に対応する制限機構５０を備えている。以下、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００４４】
圧力変換機構２０を構成するシリンダ２１は、この第２実施形態では底部２１ｂを備えることなく開放されており、第１室Ｒ１のみを有する。また、上記第１実施形態の第２室Ｒ２に接続された空気通路１４も存在しない。圧力変換機構２０の他の構成は、上記第１実施形態の圧力変換機構２０の構成と同じである。
【００４５】
動力伝達機構３０においては、上記第１実施形態の回転ロッド３１が、互いに同軸に配置されて、駆動装置１２に接続された回転ロッド３１Ａと、偏心カム３２を固定していて軸線方向に変位可能に設けた回転ロッド３１Ｂに分割されている。両回転ロッド３１Ａ，３１Ｂの間には、固定プレート３３ａおよび可動プレート３３ｂからなるクラッチ３３が配置されている。クラッチ３３は、回転ロッド３１Ｂが図示左側位置にあって、固定プレート３３ａと可動プレート３３ｂとが接している状態にて、回転ロッド３１Ａの回転を回転ロッド３１Ｂに伝達する。一方、回転ロッド３１Ｂが後述する制限機構５０によって図示状態から右に変位した状態では、クラッチ３３は固定プレート３３ａと可動プレート３３ｂを切り離して、回転ロッド３１Ａから回転ロッド３１Ｂへの動力の伝達を遮断する。
【００４６】
また、回転ロッド３１Ｂから偏心カム３２への動力伝達においては、スプライン結合により、回転ロッド３１Ｂから偏心カム３２の回転プレート３２ａへ回転力が伝達されるようになっている。具体的には、回転ロッド３１Ｂの外周面上に、外スプラインを有する外スプライン部材３４が一体回転するように固定されている。一方、回転ロッド３１Ｂが貫通する回転プレート３２ａの貫通孔の内周面には前記外スプラインと噛み合う内スプラインが設けられている。これにより、回転ロッド３１Ｂは、回転プレート３２ａに、軸線方向に変位可能かつ一体回転するように係合している。
【００４７】
制限機構５０は、一対の底部５１ａ，５１ｂを有し、回転ロッド３１Ａ，３１Ｂと同軸に設けた円筒状のシリンダ５１を備えている。シリンダ５１は、外周面上にシール部材としてのオーリング５２ａを組み付けたピストン５２を気密的かつ軸線方向に摺動可能に収容している。ピストン５２はシリンダ５１内を第１室Ｒ１１および第２室Ｒ２１に区画している。第１室Ｒ１１は大気に連通している。第１室Ｒ１１内にはコイルスプリング５３が組み込まれている。コイルスプリング５３は、ピストン５２を第２室Ｒ２１側に付勢している。
【００４８】
第２室Ｒ２１には、回転ロッド３１Ｂと一体的に形成されたピストンロッド５４が、シリンダ５１の底部５１ｂを介して気密的に進退可能に進入し、ピストン５２に一体変位するように接続されている。シリンダ５１の底部５１ｂに設けた貫通孔の内周面上には、ピストンロッド５３との間の気密性を保つために、シール部材としてのオーリング５１ｃが組み付けられている。シリンダ５１には、第２室Ｒ２１に連通する通路５１ｄが設けられている。第２室Ｒ２１は、通路５１ｄおよび空気通路５４を介して、シリンダ２１の第１室Ｒ１に連通している。
【００４９】
次に、上記のように構成した第２実施形態の動作について説明する。アキュムレータ１２に蓄積されている空気圧が高くない状態では、後述するようにシリンダ５１の第２室Ｒ２１内の空気圧は低いので、ピストン５２およびピストンロッド５４はコイルスプリング５３の付勢力により左側位置に移動している（図示状態）。そして、この状態では、両回転ロッド３１Ａ，３１Ｂは、クラッチ３３により動力伝達可能に接続されている。したがって、この状態で、回転ロッド３１が駆動装置１１によって回転駆動されると、偏心カム３２はピストンロッド２６およびピストン２２を上下に往復運動させ始める。そして、上記第１実施形態の場合と同様に、ピストンロッド２６およびピストン２２の往復運動により大気圧が高圧に変換されて、変換された高圧の空気が吐出弁２５を介してアキュムレータ１２に供給され、アキュムレータ１２には高圧の空気が蓄積される。
【００５０】
このアキュムレータ１２内への高圧の空気の蓄積過程においては、シリンダ２１の第１室Ｒ１内の圧縮空気の圧力がアキュムレータ１２内の空気圧以下であれば、突出弁２５の作用により、第１室Ｒ２内の圧縮空気はアキュムレータ１２に供給されずに、第１室Ｒ１内の空気圧力はピストン２１の上昇動作に従って高められる。そして、第１室Ｒ１内の圧縮空気の圧力がアキュムレータ１２内の空気圧よりも高くなった時点で、第１室Ｒ１内の圧縮空気は吐出弁２５を介してアキュムレータ１２に供給される。したがって、アキュムレータ１２内の空気圧があまり高くない状態では、第１室Ｒ１内の空気圧はそれほど高くなることはなく、シリンダ５１の第２室Ｒ２１内の空気圧もそれほど高くなることはない。
【００５１】
しかし、アキュムレータ１２内の空気圧が高くなると、ピストン２２の上昇動作による第１室Ｒ１内の圧縮空気の空気圧が前記高められたアキュムレータ１２内の空気圧と連動して高くなる。この第１室Ｒ１内の空気圧は空気通路５４を介してシリンダ５１の第２室Ｒ２１に伝達され、第２室Ｒ２１内の空気圧も高くなる。その結果、この高くなった第２室Ｒ２１内の空気圧は、コイルスプリング５３の付勢力に抗してピストン５２を図示右方向に変位させる。このピストン５２の右方向の変位により、ピストンロッド５４および回転ロッド３１Ｂも図示右方向に変位して、クラッチ３３は切り離し状態となる。なお、この回転ロッド３１Ｂの変位時にも、偏心カム３２は以前の位置に保たれるとともに、回転プレート３２ａと外スプライン部材３４との噛み合いも保たれる。そして、この状態では、回転ロッド３１Ａが回転しても、この回転が回転ロッド３１Ｂに伝達されないので、圧力変換機構２０の作動は停止する。
【００５２】
一方、アキュムレータ１２に蓄積された高圧の空気圧が利用装置１３によって利用されて、アキュムレータ１２内の空気圧が低下すると、前述のように、ピストン２１の上昇動作に伴うシリンダ２１の第１室Ｒ１内の空気圧もそれほど高くならなくなる。したがって、シリンダ５１の第２室Ｒ２１内の空気圧は低くなり、ピストン５２はコイルスプリング５３の付勢力により図示左方向に変位する。これにより、ピストンロッド５３および回転ロッド３１Ｂも図示左方向に変位して、クラッチ３３は再び接続状態となる。その結果、前述のように、偏心カム３２の回転により圧力変換機構２０は、再び大気圧を高圧に変換してアキュムレータ１２に蓄積させ始める。以降、前述した動作を繰り返す。
【００５３】
上記作動説明のように、上記第２実施形態においては、アキュムレータ１２内の空気圧すなわち吐出弁２５の下流の空気圧が、吸入弁２４の上流側の空気圧（大気圧）よりも所定圧だけ高くなると、クラッチ３３が切断状態に設定される。そして、この状態では、回転ロッド３１Ａは駆動装置１１によって回転駆動されるが、回転ロッド３１Ｂの回転が停止して、圧力変換機構２０の作動が停止するので、駆動装置１１の動力損失を抑えることができるとともに、圧力変換機構２０の耐久性も向上する。
【００５４】
なお、上記第２実施形態において、シリンダ２１の第１室Ｒ１をシリンダ５１の第２室Ｒ２１に連通させるのに代え、アキュムレータ１２すなわち吐出弁２５の下流をシリンダ５１の第２室Ｒ２１に連通させるようにしてもよい。この場合、図４に破線で示すように、アキュムレータ１２すなわち吐出弁２５の下流を、空気通路５５によりシリンダ５１の第２室Ｒ２１に連通させるようにすればよい。これによっても、アキュムレータ１２に蓄積されている空気圧が低いときには、シリンダ５１の第２室Ｒ２１内の空気圧も低くなって、ピストン５２の図示左方向への変位によってクラッチ３３が接続され、圧力変換機構２０は作動する。一方、アキュムレータ１２に蓄積されている空気圧が高くなれば、シリンダ５１の第２室Ｒ２１内の空気圧も高くなって、ピストン５２の図示右方向への変位によってクラッチ３３が切断されて、圧力変換機構２０の作動は停止する。これにより、この変形例によっても、上記第２実施形態と同様な効果が期待される。
【００５５】
ｅ．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態に係る蓄圧装置について図５を用いて説明する。この蓄圧装置は、上記第２実施形態と同様な駆動装置１１、アキュムレータ１２、利用装置１３および圧力変換機構２０を備えており、上記第２実施形態の動力伝達機構３０および制限機構５０に代わる動力伝達機構６０および制限機構７０を備えている。以下、上記第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００５６】
動力伝達機構６０は、一端にて駆動装置１１に接続されて駆動装置１１によって回転駆動される回転ロッド６１Ａと、一端にて偏心カム６２に接続されて偏心カム６２を回転駆動する回転ロッド６１Ｂとを備えている。偏心カム６２は、円形プレート６２ａ、リング６２ｂおよびボール６２ｃからなって上記第１および第２実施形態の偏心カム３２と同様に構成されている。両回転ロッド６１Ａ，６１Ｂの間には、無段変速機構（ＣＶＴ）６３が設けられている。
【００５７】
無段変速機構６３は、ベルト６３ａが掛け渡された第１および第２可変プーリを有する。第１可変プーリは、回転ロッド６１Ａに固定されて回転ロッド６１Ａと一体回転する固定シーブ６３ｂと、回転ロッド６１Ａにスプライン結合されて回転ロッド６１Ａに対して軸線方向に変位可能かつ回転ロッド６１Ａと一体回転する可動シーブ６３ｃとを備えている。可動シーブ６３ｃは、回転ロッド６１Ａの他端に固定したストッパ６３ｄによって支持されたコイルスプリング６３ｅにより図示左方向に付勢されている。第２可変プーリは、回転ロッド６１Ｂに固定されて一体回転する固定シーブ６３ｆと、回転ロッド６１Ｂにスプライン結合されて回転ロッド６１Ｂに対して軸線方向に変位可能かつ回転ロッド６１Ｂと一体回転する可動シーブ６３ｇとを備えている。可動シーブ６３ｇは、回転ロッド６１Ｂの他端に固定した後述するピストン７２によって支持されたコイルスプリング６３ｈにより図示右方向に付勢されている。
【００５８】
制限機構７０は、底部７１ａを有し回転ロッド６１Ｂと同軸に設けた円筒状のシリンダ７１を備えている。シリンダ７１は、外周面上にシール部材としてのオーリング７２ａを組み付けたピストン７２を気密的かつ軸線方向に摺動可能に収容している。ピストン７２はシリンダ７１内の底部７１ａ側に第１室Ｒ１１を形成している。第１室Ｒ１１は空気通路７３を介してアキュムレータ１２および吐出弁２５の下流に連通している。ピストン７２には、シリンダ７１の開放側にて回転ロッド６１Ｂの他端が一体回転するように接続されている。
【００５９】
次に、上記のように構成した第３実施形態の動作について説明する。アキュムレータ１２に蓄積されている空気圧が高くない状態では、後述するようにシリンダ７１の第１室Ｒ１１内の空気圧は低いので、ピストン７２はコイルスプリング６３ｈの付勢力により左側位置に移動している（図示状態）。そして、この状態では、固定シーブ６３ｆと可動シーブ６３ｇとの間隔は広く、すなわち第２可変プーリにおけるベルト６３ａの回転半径は小さく設定されている。このとき、固定シーブ６３ｂと可動シーブ６３ｃとの間隔は狭く、すなわち第１可変プーリにおけるベルト６３ａの回転半径は大きく設定されている。したがって、駆動装置１１によって駆動される回転ロッド６１Ａの回転数に対する回転ロッド６１Ｂの回転数の比は大きく設定されており、回転ロッド６１Ａの回転により、偏心カム６２の回転プレート６２ａは高速で回転する。
【００６０】
この回転プレート６２ａの回転により、偏心カム６２はピストンロッド２６およびピストン２２を上下に高速で往復運動させる。そして、上記第１および第２実施形態の場合と同様に、ピストンロッド２６およびピストン２２の往復運動により大気圧が高圧に変換されて、変換された高圧の空気が吐出弁２５を介してアキュムレータ１２に供給され、アキュムレータ１２には高圧の空気が蓄積される。すなわち、圧力変換機構２０の変換出力が大きい状態のもとで、アキュムレータ１２に高圧の空気が蓄積される。
【００６１】
このアキュムレータ１２への高圧空気の蓄積の過程において、アキュムレータ１２内の空気圧は、空気通路７３を介してシリンダ７１の第１室Ｒ１１にも供給されている。したがって、アキュムレータ１２内の空気圧が低いときには、ピストン７２はシリンダ７１内の図示左側に位置する。しかし、アキュムレータ１２内の空気圧が上昇すると、この空気圧の上昇に従って、ピストン７２はコイルスプリング６３ｈの付勢力に抗して図示右方向に変位する。このピストン７２の右方向位置への変位は、可動シーブ６３ｇの図示右方向への変位をもたらす。これにより、アキュムレータ１２内の空気圧が上昇するに従って、固定シーブ６３ｆと可動シーブ６３ｇとの間隔は狭く、すなわち第２可変プーリにおけるベルト６３ａの回転半径は大きく設定されるようになる。そして、これとは逆に、固定シーブ６３ｂと可動シーブ６３ｃとの間隔は広く、すなわち第１可変プーリにおけるベルト６３ａの回転半径は小さくなる。その結果、駆動装置１２によって駆動される回転ロッド６１Ａの回転数に対する回転ロッド６１Ｂの回転数の比は、アキュムレータ１２内の空気圧が上昇するに従って小さくなり、偏心カム６２の回転プレート６２ａの回転速度は低下する。したがって、この状態では、偏心カム６２はピストンロッド２６およびピストン２２を上下に低速で往復運動させる。すなわち、圧力変換機構２０の変換出力が小さくなる。
【００６２】
一方、アキュムレータ１２内の高圧の空気が利用装置１３にて利用されると、アキュムレータ１２およびシリンダ７１の第１室Ｒ１１内の空気圧は低下する。この第１室Ｒ１１内の空気圧の低下により、前述のように、ピストン７２は図示左方向に変位して、固定シーブ６３ｆと可動シーブ６３ｇとの間隔は広くなるとともに、固定シーブ６３ｂと可動シーブ６３ｃとの間隔は狭くなる。したがって、偏心カム６２の回転プレート６２ａは再び高速で回転し始め、偏心カム６２はピストンロッド２６およびピストン２２を上下に高速で往復運動させ始める。したがって、圧力変換機構２０の変換出力が大きい状態のもとで、アキュムレータ１２に高圧の空気が再び蓄積されるようになる。以降、前述した動作を繰り返す。
【００６３】
上記作動説明のように、上記第３実施形態においては、アキュムレータ１２内の空気圧が高くなるに従って、動力伝達機構６０内の無段変速機構６３の作用により、回転ロッド６１Ａの回転数に対する回転ロッド６１Ｂの回転数の比が小さく設定されて、偏心カム６２の回転プレート６２ａの回転速度が遅くなる。すなわち、アキュムレータ１２内の空気圧が高くなるに従って、動力伝達機構６０は駆動装置１２から圧力変換機構２０への動力伝達を小さく抑える。その結果、圧力変換機構２０は、動力伝達機構６０によって必要に応じた駆動力で駆動されるようになり、駆動装置１２の動力損失が抑えられるとともに、圧力変換機構２０の耐久性も向上する。
【００６４】
ｆ．第１ないし第３実施形態のその他の変形例
上記第１実施形態（第１および第２変形例を含む）、第２実施形態および第３実施形態に係る蓄圧装置では、アキュムレータ１２に大気圧よりも高圧の空気を蓄積するようにした。しかし、これらの蓄圧装置を、アキュムレータ１２に大気圧よりも低圧すなわち負圧の空気を蓄積して、利用装置１３にて負圧を利用するようにした変形例について説明する。
【００６５】
図６は、上記図１の第１実施形態に係る蓄圧装置を負圧を利用するように変形した蓄圧装置の全体概略図である。この蓄圧装置においては、吸入弁２４の上流にアキュムレータ１２および利用装置１３が接続され、吐出弁２５の下流およびシリンダ２１の第２室Ｒ２が大気に連通している。他の構成は、上記第１実施形態と同じである。
【００６６】
これにより、ピストン２２の下降時に、アキュムレータ１２内の空気がシリンダ２１の第１室Ｒ１内に吸入弁２４を介して吸入される。そして、第１室Ｒ１内に吸入された空気は、ピストン２２の上昇時に、吐出弁２３を介して大気中に放出される。したがって、ピストン２２の往復運動により、アキュムレータ１２内の空気は低くすなわち負圧になる。そして、この場合には、アキュムレータ１２内の空気が大気圧よりも所定圧だけ低くなると、ピストン２２の下降開始時にシリンダ２１の第１室Ｒ１内の空気圧も大気圧よりも所定圧だけ低くなる。そして、この第１室Ｒ１内の低圧の空気は、第２室Ｒ２内の空気圧（大気圧）との差圧により、ピストン２２をコイルスプリング２３に抗して引っ張り上げる力として作用するので、ピストン２２およびピストンロッド２６は最上位位置に保たれて、ピストンロッド２６の下端面と偏心カム３２のリング３２ｂとの接触が絶たれる。
【００６７】
一方、利用装置１３によるアキュムレータ１２内の負圧の利用により、アキュムレータ１２内の空気圧が上昇すると、ピストン２２はコイルスプリング２３により下方に付勢され、偏心カム３２によって上下の往復運動を再開する。これにより、アキュムレータ１２内の空気圧がふたたび下降し始める。以降、前述の動作を繰り返す。その結果、この変形によっても上記第１実施形態と同様な効果が期待される。
【００６８】
図７は、前記図６の変形例と同様に、図２の第１実施形態の第１変形例に係る蓄圧装置を、アキュムレータ１２に負圧を蓄積し、利用装置１３にて負圧を利用するように変形した蓄圧装置の全体概略図である。この蓄圧装置においては、シリンダ４１の第１室Ｒ１にアキュムレータ１２および利用装置１３が連通し、吐出弁４６の下流およびシリンダ４１の第２室Ｒ２が大気に連通している。他の構成は、上記第１実施形態の第１変形例と同じである。
【００６９】
この変形例においても、前記図６の変形例と同様に、ピストン４５の往復運動により、アキュムレータ１２内の空気は低くすなわち負圧になる。そして、この場合も、アキュムレータ１２内の空気が大気圧よりも所定圧だけ低くなると、ピストン２２の下降開始時にシリンダ４１の第１室Ｒ１内の空気圧も大気圧よりも所定圧だけ低くなる。これにより、第１および第２ピストン４２，４５がコイルスプリング４３，４８に抗して引っ張り上げられ、第１および第２ピストン４２，４５およびピストンロッド４７Ａ，４７Ｂは最上位置に保たれて、ピストンロッド４７Ａの下端面と偏心カム３２のリング３２ｂとの接触が絶たれる。
【００７０】
一方、利用装置１３によるアキュムレータ１２内の負圧の利用により、アキュムレータ１２内の空気圧が上昇すると、第１および第２ピストン４２，４５はコイルスプリング４３，４８により下方に付勢され、偏心カム３２によって上下の往復運動を再開する。これにより、アキュムレータ１２内の空気圧がふたたび下降し始める。その結果、この変形によっても上記第１実施形態の第１変形例と同様な効果が期待される。
【００７１】
図８は、前記図７の変形例と同様に、図３の第１実施形態の第２変形例に係る蓄圧装置を、アキュムレータ１２に負圧を蓄積し、利用装置１３にて負圧を利用するように変形した蓄圧装置の全体概略図である。この蓄圧装置においても、シリンダ４１の第１室Ｒ１にアキュムレータ１２および利用装置１３が連通し、シリンダ４１の第２室Ｒ２が大気に連通している。他の構成は、上記第１実施形態の第２変形例と同じである。
【００７２】
この変形例は、上記図３の第１実施形態の第２変形例で説明したように、カップシール部材４９の作用を除き、前記図７の変形例と同様に動作する。したがって、この図８の変形例によっても、上記第１実施形態の第２変形例と同様な効果が期待される。
【００７３】
図９は、前記図６ないし図８の変形例と同様に、図４の第２実施形態に係る蓄圧装置を、アキュムレータ１２に負圧を蓄積し、利用装置１３にて負圧を利用するように変形した蓄圧装置の全体概略図である。この蓄圧装置においては、吸入弁２４の上流にアキュムレータ１２および利用装置１３が連通し、吐出弁２５の下流が大気に連通している。また、シリンダ５１の第１室Ｒ１１がシリンダ２１の第１室Ｒ１（すなわち吸入弁２４の下流）またはアキュムレータ１２に連通し、シリンダ５１の第２室Ｒ２１が大気に連通している。他の構成は、上記第２実施形態と同じである。
【００７４】
この変形例においても、前記図６ないし図８の変形例と同様に、ピストン２２の往復運動により、アキュムレータ１２内の空気は低くすなわち負圧になる。そして、この場合も、アキュムレータ１２内の空気が大気圧よりも所定圧だけ低くなると、ピストン２２の下降開始時にシリンダ４１の第１室Ｒ１内の空気圧も大気圧よりも所定圧だけ低くなる。これにより、ピストン５２、ピストンロッド５４および回転ロッド３１Ｂがコイルスプリング５３に抗して図示右方向に変位するので、クラッチ３３が切断状態に設定される。したがって、駆動装置１２から回転ロッド３１Ａを介して回転ロッド３１Ｂに伝達される回転力が遮断され、圧力変換機構２０の作動が停止する。
【００７５】
一方、利用装置１３によるアキュムレータ１２内の負圧の利用により、アキュムレータ１２内の空気圧が上昇すると、ピストン５２、ピストンロッド５４および回転ロッド３１Ｂがコイルスプリング５３に付勢されて図示左方向に変位するので、クラッチ３３が接続状態に設定される。これにより、駆動装置１２からの回転力が回転ロッド３１Ａを介して回転ロッド３１Ｂに再び伝達されるようになり、圧力変換機構２０の作動が再開する。これにより、アキュムレータ１２の空気圧がふたたび下降し始める。その結果、この変形によっても上記第２実施形態と同様な効果が期待される。
【００７６】
図１０は、前記図６ないし図９の変形例と同様に、図５の第３実施形態に係る蓄圧装置を、アキュムレータ１２に負圧を蓄積し、利用装置１３にて負圧を利用するように変形した蓄圧装置の全体概略図である。この蓄圧装置においては、吸入弁２４の上流にアキュムレータ１２および利用装置１３が連通し、吐出弁２５の下流が大気に連通している。また、この変形例においては、制限機構７０は、回転ロッド６１Ａ側に組み付けられ、動力伝達機構６０内のコイルスプリング６３ｈの一端は回転ロッド６１Ｂの一端に固定したストッパ部材６３ｉによって支持されている。また、制限機構７０のピストン７２は回転ロッド６１Ａに接続され、ピストン７２がコイルスプリング６３ｅを支持している。この場合、シリンダ７１の第１室Ｒ１１は、アキュムレータ１２および吸入弁２４の上流に空気通路７３を介して連通している。さらに、第１室Ｒ１１には、コイルスプリング７４が収容され、ピストン７２を図示左方向に付勢している。
【００７７】
この変形例においては、駆動装置１２からの回転力が無段変速機構６３を介して偏心カム３２に伝達され、前記図６ないし図８の変形例と同様に、ピストン２２の往復運動により、アキュムレータ１２内の空気は低くすなわち負圧になる。このアキュムレータ１２への負圧の蓄積の過程において、アキュムレータ１２内の空気圧が高い状態では、シリンダ７１の第１室Ｒ１１内の空気圧も空気通路７３を介して高く保たれる。この場合、コイルスプリング７４の付勢力がコイルスプリング６３ｅおよび第１室Ｒ１１内の空気圧による吸引力に打ち勝って、ピストン７２はシリンダ７１内の図示左側に位置する。この状態では、固定シーブ６３ｂと可動シーブ６３ｃとの間隔は狭く、すなわち第１可変プーリにおけるベルト６３ａの回転半径は大きく設定される。そして、これとは逆に、固定シーブ６３ｇと可動シーブ６３ｆとの間隔は広く、すなわち第２可変プーリにおけるベルト６３ａの回転半径は小さくなる。これにより、この状態では、駆動装置１２によって駆動される回転ロッド６１Ａの回転数に対する回転ロッド６１Ｂの回転数の比は大きく、偏心カム６２の回転プレート６２ａは高速で回転する。したがって、この状態では、偏心カム６２はピストンロッド２６およびピストン２２を上下に高速で往復運動させ、圧力変換機構２０の変換出力は大きい。
【００７８】
一方、アキュムレータ１２内の空気圧が下降すると、コイルスプリング６３ｅおよび第１室Ｒ１内の空気圧による吸引力がコイルスプリング７４の付勢力に抗して図示右方向に変位する。このピストン７２の右方向への変位は、可動シーブ６３ｃの図示右方向への変位をもたらす。これにより、アキュムレータ１２内の空気圧が下降するに従って、固定シーブ６３ｂと可動シーブ６３ｃとの間隔は広く、すなわち第１可変プーリにおけるベルト６３ａの回転半径は小さく設定されるようになる。そして、これとは逆に、固定シーブ６３ｇと可動シーブ６３ｆとの間隔は狭く、すなわち第２可変プーリにおけるベルト６３ａの回転半径は大きくなる。その結果、駆動装置１２によって駆動される回転ロッド６１Ａの回転数に対する回転ロッド６１Ｂの回転数の比は、アキュムレータ１２内の空気圧が下降するに従って小さくなり、偏心カム６２の回転プレート６２ａの回転速度は低下する。したがって、この状態では、偏心カム６２はピストンロッド２６およびピストン２２を上下に低速で往復運動させる。すなわち、圧力変換機構２０の変換出力が小さくなる。その結果、この変形によっても上記第３実施形態と同様な効果が期待される。
【００７９】
さらに、本発明は上記第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態、ならびにそれらの変形例に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
【００８０】
例えば、上記各実施形態および変形例においては、流体として空気を用いた例について説明したが、空気以外の気体、または油などの液体を用いた流体の蓄圧装置にも本発明は利用できる。なお、流体として液体を用いた場合には、上記説明中の各シール部材は、シール部材の両側の部材間の液密性を保つために利用される。また、本発明に係る蓄圧装置は、ブレーキ装置以外の車両用装置にも適用できることはもちろんこと、車両以外の機器にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る蓄圧装置の全体概略図である。
【図２】前記第１実施形態の第１変形例に係る蓄圧装置の全体概略図である。
【図３】前記第１実施形態の第２変形例に係る蓄圧装置の全体概略図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る蓄圧装置の全体概略図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る蓄圧装置の全体概略図である。
【図６】前記第１実施形態において負圧を利用するようにした変形例に係る蓄圧装置の全体概略図である。
【図７】前記第１実施形態の第１変形例において負圧を利用するようにした変形例に係る蓄圧装置の全体概略図である。
【図８】前記第１実施形態の第２変形例において負圧を利用するようにした変形例に係る蓄圧装置の全体概略図である。
【図９】前記第２実施形態において負圧を利用するように変形した変形例に係る蓄圧装置の全体概略図である。
【図１０】前記第３実施形態において負圧を利用するように変形した変形例に係る蓄圧装置の全体概略図である。
【符号の説明】
【００８２】
１１…駆動装置、１２…アキュムレータ、１３…利用装置、１４，５４，５５…空気通路、２０，４０…圧力変換機構、２１，４１，５１…シリンダ、２２，４２，４５，５２…ピストン、２３，４３，４８，５３，７４…コイルスプリング、２４…吸入弁、２５，４６…吐出弁、２６，４７Ａ，４７Ｂ…ピストンロッド、３０…動力伝達機構、３１，３１Ａ，３１Ｂ…回転ロッド、３２…偏心カム、３３…クラッチ、４４，４９…カップシール部材、５０…制限機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006283895.tif 000009
【図８】
2006283895.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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